PDM/CAPP系統(tǒng)在上核的應(yīng)用 - 全文

?

　　在上核信息化建設(shè)的過程中，已成功利用 CAD/CAE/CAM 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了核電設(shè)備研發(fā)、設(shè)計(jì)、優(yōu)化分析和制造的數(shù)字化，極大地提高了核島蒸汽發(fā)生器和核島主設(shè)備等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)速度。但核電設(shè)備的加工和制造需多專業(yè)協(xié)作加工，實(shí)施的周期較長，屬于典型的離散型制造。因此，其生產(chǎn)過程較復(fù)雜、文檔繁多、跟蹤困難、數(shù)據(jù)種類多且使用者多、存儲格式多樣，從而造成數(shù)據(jù)的共享程度低、數(shù)據(jù)傳遞速度慢、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)難以集成、數(shù)據(jù)的管理水平低，更嚴(yán)重的是將導(dǎo)致設(shè)計(jì)和制造中的一些失誤，制約企業(yè)進(jìn)一步縮短產(chǎn)品研發(fā)和制造的周期。為了解決這個(gè)問題，上核采用PDM/CAPP 來對產(chǎn)品信息進(jìn)行有效的組織和管理，以保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)信息的一致性和同源性，從而為企業(yè)的信息化管理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　一、生產(chǎn)特點(diǎn)及數(shù)據(jù)管理存在的問題

　　PDM系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)施是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)過程。必須要考慮到被實(shí)施企業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)，結(jié)合該企業(yè)的產(chǎn)品特點(diǎn)、經(jīng)營模式和現(xiàn)有的、可實(shí)施的計(jì)算機(jī)技術(shù)，從PDM的基本思想入手，建立企業(yè)PDM系統(tǒng)的基本框架，在此基礎(chǔ)上才能分階段地開展具體實(shí)施工作。開目公司通過前期對上核的產(chǎn)品 特點(diǎn)以及開發(fā)、制造流程進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)研和分析，為后續(xù)PDM/CAPP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

　　1.企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)特點(diǎn)

　　上核作為國內(nèi)核島主設(shè)備和化工設(shè)備的主要供應(yīng)商，相對于其他行業(yè)的產(chǎn)品來說，其產(chǎn)品生產(chǎn)具有以下特點(diǎn)：①生產(chǎn)模式：單件小批量生產(chǎn)。②設(shè)備狀況：以數(shù)控設(shè)備和加工中心為主，大型設(shè)備較多，投資巨大。③設(shè)計(jì)模式：按照業(yè)主或核電研究院提供的紙質(zhì)圖樣轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)。④工藝模式：以機(jī)加工、冷作和焊接工藝為主，多專業(yè)協(xié)作加工流轉(zhuǎn)型。

　　2.企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理存在的問題

　　一個(gè)核電設(shè)備項(xiàng)目的完整過程包括訂單處理、項(xiàng)目策劃、技術(shù)準(zhǔn)備、采購、制造和質(zhì)控等幾個(gè)階段，而每個(gè)階段都由不同部門的人員進(jìn)行處理，每個(gè)階段都有不同的下級任務(wù)，過程中輸入輸出的文檔數(shù)以萬計(jì)，不同的輸出文檔有不同的簽署確認(rèn)流程。但在項(xiàng)目執(zhí)行的過程中卻沒有信息的反饋，導(dǎo)致高管和項(xiàng)目管理員看不到整體直觀的項(xiàng)目進(jìn)展情況。同時(shí)，相關(guān)文檔的長期流轉(zhuǎn)和分散保存，易丟失且不易查詢和借閱，更不利于相互協(xié)作。更嚴(yán)重的是，多種因素(如外來設(shè)計(jì)變更、內(nèi)部生產(chǎn)工藝的變化或材料供應(yīng)變化等)引起的技術(shù)文件變更，由于更新、換發(fā)的不及時(shí)，會造成版本管理上的混亂，降低技術(shù)文件的有效性和權(quán)威性。加之不同技術(shù)文件的調(diào)閱權(quán)限控制不力，易造成技術(shù)密秘泄漏和埋下安全隱患等。如圖 1。

?

　　二、項(xiàng)目解決方案

　　1.網(wǎng)狀多視圖數(shù)據(jù)管理

　　核電設(shè)備數(shù)據(jù)種類多、使用者多且存儲格式多樣，必須對其進(jìn)行有效的管理，以保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性、安全性和快速可用性。PDM通過提供產(chǎn)品數(shù)據(jù)多視圖功能，為不同崗位上的用戶提供不同角度的數(shù)據(jù)視圖，從而使不同人員對數(shù)據(jù)的使用和查詢能夠各取所需。如圖 2。

　　在對產(chǎn)品進(jìn)行多視圖管理的同時(shí)，建立各類產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的網(wǎng)狀聯(lián)系，將所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)聯(lián)系為一個(gè)整體，在不同對象之間形成一個(gè)脈絡(luò)清晰的關(guān)系網(wǎng)，從而能夠方便地從一個(gè)對象順藤摸瓜找到與它相關(guān)的其他對象。如圖 3。

?

　　2.自動化流程管理

　　由于核電設(shè)備自身所具有的質(zhì)量要求高、制造周期長、過程復(fù)雜和配套鏈長等特點(diǎn)，造成文檔繁多，跟蹤困難，管理難度大，過程遵從性和研發(fā)效率存在矛盾等問題。針對企業(yè)業(yè)務(wù)流程存在的問題，項(xiàng)目組提出流程管理自動化的解決方案，在按質(zhì)量保證體系和用戶要求管理研發(fā)過程的同時(shí)，滿足進(jìn)度要求：①設(shè)置項(xiàng)目管理規(guī)范，自動分解項(xiàng)目任務(wù);②設(shè)置過程文檔模板，自動創(chuàng)建符合規(guī)范的輸出文件;③設(shè)置圖文檔簽審流程規(guī)范，文檔自動流轉(zhuǎn)，電子簽名;④自動通知任務(wù)執(zhí)行，自動報(bào)告任務(wù)超期;⑤對階段任務(wù)的完成自動進(jìn)行文檔完整性和狀態(tài)正確性檢查。如圖4。

?

　　3.數(shù)字化工藝與制造

　　工藝數(shù)據(jù)是制定車間作業(yè)計(jì)劃、加工裝配的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而工藝方案的優(yōu)劣只有在制造中才能得到真實(shí)反映，且車間制造的反饋數(shù)據(jù)是進(jìn)行工藝優(yōu)化的重要依據(jù)。

　　在上核原有的設(shè)計(jì)制造模式中，工藝規(guī)劃和制造相脫離，兩者以串行方式進(jìn)行，實(shí)際制造情況與工藝方案存在較大的偏差。通過實(shí)施PDM，將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝信息無障礙、無衰減地發(fā)布并傳遞到制造部門，將工藝與制造相融合，真正地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工藝與制造。

　　4.全范圍數(shù)據(jù)安全保障

　　核電設(shè)備關(guān)系到重大人身和社會安全，因此對其數(shù)據(jù)管理的長期安全性、歷史可追溯性和保密性都有很高的要求。

　　PDM基于角色與用戶自定義權(quán)限的授權(quán)，通過全面而細(xì)致的靜態(tài)權(quán)限和動態(tài)權(quán)限分類安全機(jī)制，保證數(shù)據(jù)不被非法訪問和破壞。動態(tài)權(quán)限可隨著工作流程的流轉(zhuǎn)自動授予和收回，在保證數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，也極大地減輕了授權(quán)管理的工作量。

　　5.標(biāo)準(zhǔn)化工藝設(shè)計(jì)

　　由于核電站的特殊安全性和可靠性的要求，核電設(shè)備普遍具有高標(biāo)準(zhǔn)、高性能和高可靠性的要求，具有多種強(qiáng)制性的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此需要建立基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)過程管理。據(jù)此，在PDM/CAPP系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)工藝信息模型標(biāo)準(zhǔn)化、工藝文件標(biāo)準(zhǔn)化、工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)來源標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化、輸入輸出標(biāo)準(zhǔn)化及工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化等。同時(shí)，PDM/CAPP系統(tǒng)還應(yīng)擁有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)匯總和報(bào)表定制功能。

　　三、實(shí)施效果

　　1.實(shí)現(xiàn)核電設(shè)備企業(yè)工藝制造一體化

　　核電設(shè)備企業(yè)以前的工藝設(shè)計(jì)都是以二維工程圖為基礎(chǔ)進(jìn)行的，CAPP也主要采用基于二維的工藝規(guī)劃模式。實(shí)施PDM/CAPP后，企業(yè)突破傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)模式，進(jìn)行三維產(chǎn)品模型環(huán)境下的工藝設(shè)計(jì)。通過面向制造的工藝規(guī)劃和工藝信息在制造現(xiàn)場的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與制造的一體化， 提高數(shù)控設(shè)備的利用率，解決了困擾企業(yè)的高端數(shù)控設(shè)備利用率低的問題。

　　2.全方位數(shù)據(jù)安全策略，保證數(shù)據(jù)的歷史可追溯性

　　在上核PDM/CAPP項(xiàng)目中，從最底層的數(shù)據(jù)庫信息存儲到數(shù)據(jù)庫訪問的開發(fā)工具和環(huán)境，以及應(yīng)用組件、信息系統(tǒng)等每一個(gè)層次都設(shè)置安全措施，并將數(shù)據(jù)安全管理與項(xiàng)目管理相互配合，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性追溯，實(shí)現(xiàn)了基于項(xiàng)目的數(shù)據(jù)安全管理，構(gòu)筑全范圍的強(qiáng)大的安全屏障，保證核電設(shè)備幾十年歷史數(shù)據(jù)的可追溯性。

　　3.建立起適合核電設(shè)備企業(yè)信息化的總體解決方案

　　上核PDM/CAPP信息化支撐平臺的實(shí)施，提出了適合支撐核電設(shè)備行業(yè)“數(shù)字化工藝與制造”的信息化平臺解決方案和實(shí)施方法，主要包括核電設(shè)備企業(yè)的業(yè)務(wù)模型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、工藝知識庫和標(biāo)準(zhǔn)庫，以及完整的實(shí)施過程規(guī)范等，成為核電設(shè)備企業(yè)信息化的整體解決方案樣本。

?